- •Часть I. Практические работы 8
- •Тема I. Законы постоянного тока 8
- •Тема 2. Электромагнетизм 22
- •Тема 3. Переменный ток 33
- •Тема 4. Трехфазный ток 49
- •Указания к выполнению заданий
- •Выбор вариантов задач контрольной работы для заочников
- •Список предлагаемых заданий по темам
- •Раздел 1 Электрическое поле. Электрические цепи постоянного тока
- •2. Закон Ома для участка и полной цепи
- •3. Последовательное и параллельное соединение проводников
- •Последовательное соединение
- •Параллельное соединение
- •4. Расширение пределов измерения амперметра и вольтметра
- •5. Первый закон Кирхгофа
- •6. Второй закон Кирхгофа
- •7. Уравнение баланса мощностей
- •8. Задания по законам Кирхгофа
- •9. Примеры решения задач Пример 1
- •Пример 2
- •Пример 3
- •10. Задания к практическим расчетным (контрольной) работам Задачи вариантов 1 – 10, 11 – 20, 21 - 30
- •Задачи вариантов 31 – 40, 41 – 50
- •Тема 2. Электромагнетизм
- •1. Основные формулы и уравнения
- •Взаимодействие проводников с током. Электромагнит.
- •Напряженность магнитного поля. Магнитное напряжение.
- •Закон полного тока. Энергия магнитного поля
- •2. Характеристики намагничивания стали
- •3. Расчет магнитной цепи
- •Магнитная цепь и ее расчет
- •4. Задача на расчет магнитной цепи Задача 1. Прямая задача расчета мц
- •Порядок расчета.
- •Задача 2. (обратная задача расчета мц)
- •5. Задания вариантам практической работе «Расчет магнитных цепей»
- •Тема 3. Переменный ток
- •3.1. Задачи с решениями по теме
- •6. Методические указания к решению задач на переменный ток
- •Общее решение типовых задач
- •7. Расчет цепи
- •8. Пример решения задачи при последовательном соединении потребителей
- •9. Порядок построения диаграммы
- •10. Расчет параллельных цепей переменного тока
- •11. Пример задачи параллельного соединения
- •Решение.
- •Построение векторной диаграммы
- •12. Практическая работа
- •13. Задания по теме «Переменный ток» Задачи вариантов 1 -10
- •Задачи вариантов 11-20
- •3Адачи вариантам 21 – 30
- •Задачи вариантам 31- 40
- •Задачи вариантов 41 – 50
- •Тема 4. Трехфазный ток
- •6. Пример решения задачи по схеме «звезда»
- •7. Пример решения задачи по схеме «треугольник»
- •Решение.
- •Порядок построения векторной диаграммы
- •8. Задания контрольной работе Задачи вариантов 1 − 10
- •Задачи вариантов 11 – 20
- •Задачи вариантов 21 – 30
- •Задачи вариантов 31 − 40
- •Задачи вариантов 41 – 50
- •Тема 5. Трансформаторы
- •1. Однофазный трансформатор
- •2. Трехфазные трансформаторы
- •3. Расчет трансформатора
- •4. Пример расчета однофазного трансформатора
- •5. Пример задачи трехфазного трансформатора
- •6. Задания контрольной работе Задачи вариантов 1 – 10 (однофазный понижающий трансформатор)
- •Технические данные трансформаторов серии осм
- •Задачи вариантам 11-20 (трехфазный трансформатор)
- •Технические данные трансформатора
- •Тема 6. Электрические машины
- •6.1. Расчет генератора постоянного тока с параллельным возбуждением
- •Решение
- •7. Расчет двигателя постоянного тока со смешанным возбуждением
- •Решение
- •8. Расчет двигателей переменного тока с короткозамкнутым ротором
- •9. Пример 1 расчета двигателя с короткозамхнутым ротором
- •Решение
- •Пример 2 расчета асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
- •11. Задания контрольных работ Задачи вариантов 1 - 10
- •Задачи вариантов 11 - 20
- •Задачи вариантам 21 - 30
- •Тема 7. Практическая работа. Выбор типа электродвигателя
- •2. Режимы работы
- •3.Выбор двигателей для различных режимов работы
- •3.1.Продолжительный режим работы
- •3.2.Повторно-кратковременный режим работы
- •3.3. Кратковременный режим работы
- •Практическая часть
- •1.4. Определить моменты двигателя
- •2.3. Определяется расчетная продолжительность включения:
- •Задания контрольной работы
- •Технические данные асинхронных двигателей основного исполнения
- •Тема 8. Практическая работа: Расчет стоимости электроэнергии
- •Двухставочный тариф
- •Одноставочный тариф
- •Практическая часть (таблицы 1 и 3)
- •Задача №2 (таблицы 1, 2 и 4.)
- •Литература
11. Пример задачи параллельного соединения
Дано: U = 540 B, R1 = 28,8 Oм, XL1 =21,6 Oм, R2 = 45 Oм, XC3 =20 Oм
Определить: I1, I2, I3, I, P, Q, S, cos φ, построить векторную диаграмму токов в масштабе.
Решение.
В данной задаче три параллельные цепи, поэтому для каждой цепи находим полные сопротивления Z1, Z2, Z3,
1) Полное сопротивление первой (левой) ветви Z1== =36Oм
Косинус и синус угла сдвига фаз φ1 между напряжением и током левой ветви
cos φ1 = R1 / Z1 = 28,8 / 36= 0,8
sin φ1 =X L1 / Z1 = 21,6 / 36 = 0,6
Ток в первой ветви I1 = U / Z1 = 540 / 36 = 15 A
Активная и реактивная составляющая тока первой ветви
Iа1 = I1 cos φ1 = 15 · 0,8 =12 A
IL1 = I1 sin φ1 =15 · 0,6 =9 A
2) Во второй (средней) ветви дано только активное сопротивление, поэтому ее полное сопротивление равно R2 = Z2, а ток
I2 = I2a = U / R2 = 540 В / 45 Ом = 12 A
Он совпадает по фазе с напряжением и носит активный характер, угол сдвига фаз между этим током и напряжением φ2 = 0.
Реактивная составляющая тока в этой ветви отсутствует I2P = I2 sin φ2 = 12 · 0= 0
3) В третьей (правой) ветви дано только емкостное сопротивление, поэтому ее полное сопротивлени равно X С3 = Z3 ток
I3 = I C3 = U / X С3=540 В / 20 Ом = 27 A. Этот ток опережает напряжение на угол φ3 = - 90°.
Активная составляющая тока этой ветви равна нулю I a3 = I3 cos φ3 = 27 cos(- 90◦) = 0
4) Определяем ток в неразветвленной части цепи I == = 30 A
Определяем коэффициент мощности всей цепи cos φ= = (12+12)/ 30 = 0,8
Угол сдвига фаз находим по синусу во избежание потери знака угла (косинус является четной функцией) sin φ= = (9- 27) / 30 = - 0,6
Используя таблицу или калькулятор, находим угол φ = -36° 52´
Определяем активную мощность цепи Р = U I cos φ = 540·30·0,8 = 12960 Bт
или Р = Р1 + Р2, где Р1 = U I1 cos φ1 или Р1 = I12R1, Р2 = U I2, или Р2 = I22R2 Проверьте.
Реактивная мщность цепи равна Q = U I sin φ = 540 · 30 · (- 0,6)= -9720 вар
Знак “минус” говорит о преобладании емкостного характера нагрузки над индуктивным. Эту мощность можно найти и так:
Q =QL1 QC3 , где QL1= U I1 sin φ1 или QL1=I12 Х L1, QС3= U I3 sin φ1 или QС3=I32 Х С3
Активную и реактивную мощность можно найти и так: Р = U I cos φ или Q= U I sin φ
Определяем полную мощность цепи S = U I =16200 ВА. Эту мощность можно нйти и так S =. Проверьте это.
Построение векторной диаграммы
Построение векторной диаграммы начинаем с выбора масштаба для напряжения и тока. Пусть m U= 100В/см, m I = 3А/см
Порядок построения
1. От точки 0 горизонтально вправо проводим вектор напряжения U. В выбранном масштабе его длина будет l = U / mU = 540 B / 100 B/см =5,4 см.
2. Вектор активного тока первой ветви Iа1 совпадает по фазе с напряжением, поэтому откладываем его вправо вдоль вектора напряжения из точки 0.
3. От конца вектора тока Ia1 откладываем вертикально вниз вектор реактивного тока первой ветви IL1, т. к. oн отстает от напряжения на угол 90°.
4. Соединив начало (точка 0) вектора Ia1 с концом вектора IL1, получим вектор тока I1 первой ветви, который отстает от напряжения на угол φ1. В выбранном масштабе длина каждого из векторов этих токов должна быть
l I a1 = Ia1 / m I = 12 A/ 3 A/ см = 4 см.
l I L1 = I L1/ m I = 9 A/ 3 A/см=3 см.
l I = I1 / m I = 15 A /3 A/см =5см.
Этот размер должен получиться автоматически в результате сложения токов Ia1 и IL1. Точно также автоматически получится и угол φ1= 37°.
5. От конца вектора I1 горизонтально вправо откладываем вектор тока второй ветви I2 = Ia2. Он совпадает по фазе с напряжением и носит активный хараактер, угол сдвига фаз между этим током и напряжением φ2= 0 (поэтому он проводится параллельно вектору напряжения).
Его длина l I2 = I2 / m I = 12 A /3 A/см = 4 см.
6. От конца тока I2 откладываем вертикально вверх ток третьей ветви I3 = Ia3, который носит емкостной характер и поэтому опережает напряжение на угол φ3 = - 90°. Его длина l I3 = I3 / m I = 27 A /3 A/см = 9см
7. Соединив начало вектора тока I1 с концом вектора тока I3, получим общий ток I, равный геометрической сумме токов. I1 , I2 , I3 , т. e. I = I1 + I2 + I3,
Измерив длину этого вектора, убеждаемся, что она lI = 10 см. Это значит, что с учетом масштаба его величина будет I = m I , lI = 3А/см ·10 см = 30 А.
Видим, что графическон и математическое определение общего (суммарного, результирующего) токов в неразветвленной части подтвердилось.
Примечание. Если в выбранном масштабе значение вектора общего тока не будет соответствовать его значению, полученному расчетом, то это будет говорить об ошибке, допущенной в расчете или в построении векторной диаграммы. Ее нужно найти и устранить. Чаще всего наблюдаются ошибки, связанные с искажением масштаба при построении диаграммы. Учтите это и исполняйте векторную диаграмму чертежными инструментами с максимальной точностью и аккуратностью.